Bettina Buchholz ist in Karl-Marx-Stadt, dem heutigen Chemnitz, geboren worden. Zu Beginn ihrer Schauspielausbildung 1989 an der Theaterhochschule Leipzig erlebte sie hautnah die politischen Umbrüche mit und kam nach zwei Jahren an das Schauspielstudio des Staatstheaters Dresden. Es folgten Engagements in Konstanz, Gießen, Heidelberg und Freiburg.

Seit der Spielzeit 1998/99 ist Bettina Buchholz festes Ensemblemitglied am Landestheater Linz. Hier war seither in vielen großen Rollen zu sehen. Sie verkörperte unter anderem Penthesilea in Heinrich von Kleists Penthesilea, Lady Macbeth in William Shakespeares Macbeth, Blanche in Tennesee Williams Endstation Sehnsucht und El in Ephebiphobia (Angst vor Teenagern) von Tamsin Oglesby. So reicht die Spannweite ihrer Rollen von klassischen Dramen bis hin zu modernen, zeitgenössischen Bühnenwerken. Ein großes Anliegen ist ihr hierbei, das Humorvolle des Zeitgenössischen hervorzuheben, wie zum Beispiel in Elfriede Jelineks Prinzessinnendramen und Joël Pommerats Die Wiedervereinigung der beiden Koreas. Sie arbeitete mit Regisseuren wie Bernarda Horres, Sabine Mitterecker, Gerhard Willert, Christian Wittmann, Peter Wittenberg und Ingo Putz.

Neben ihrem festen Engagement am Landestheater wirkte Bettina Buchholz noch in anderen Projekten mit. Sie spielte in einer Koproduktion mit dem O.K Centrum Linz und der Kulturhauptstadt Graz in Elfriede Jelineks Das Schweigen. Momentan arbeitet sie gemeinsam mit ihrem Mann Johannes Neuhauser an einer Stückentwicklung über die Tagebücher der niederländischen Jüdin Etty Hillesum.

In Linz lebt sie zusammen mit ihrem Mann, ihren  beiden Töchtern Helene und Hannah und ihrem Stiefsohn Roman.